ADSL

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ADSL
　　ADSL是英文“Asymmetrical Digital Subscriber Line”的缩写，中文翻译为：非对称数字用户线，它是数字用户线（DSL）技术的一种，可在普通铜线电话用户线上传送电话业务的同时，向用户提供1.5~8Mb/s速率的数字业务，在上行、下行方向的传输速率不对称。
　　ADSL的全称是不对称数字用户线，从字面上可以了解到，ADSL是一种数字编码的接入线路技术，而且其上行带宽和下行带宽是不对称的。
1． ADSL的组网结构
　　现有ADSL系统的组网形式一般可以分为宽带接入服务器（BRAS）、ATM网和ADSL传送系统三部分。其中ADSL传送子系统由局端设备（DSLAM）和用户端设备（CPE）组成，负责铜线段的ADSL线路编解码和传送，ATM网负责将来自DSLAM设备的用户数据以ATM PVC方式汇集到宽带接入服务器，宽带接入服务器对ATM信元和用户的PPP呼叫进行处理，完成与IP网之间的转换，将用户接入到Internet。
　　ADSL的局端设备和用户端设备之间通过普通的电话铜线连接，无须对入户线缆进行改造就可以为现有的大量电话用户提供ADSL宽带接入。根据实际测试数据和使用情况，在目前大量采用的0.4mm线径双续电话线上，速率为3.6Mbit/s下行和512kbit/s上行的ADSL传输距离可以达到2—3公里。
　　ADSL CPE设备通常有 PCI插卡式、USB接口式、以太网接口的桥式、以太网接口的路由式等4种不同的类型，用户可以根据自己的实际应用环境来选择。
2．ADSL标准
　　目前ADSL技术的国际标准主要是ITU-T的G.992.1（全速ADSL）和G.992.2（G.Lite）， 包括以下内容：
•采用DMT线路编码，将传送频带划分为多个子载波；
•采用频分复用或回波消除技术，为上行通道和下行通道分配不同传送频带和子载波， 从而实现上下行带宽不对称；
•定义了线路速率适配的方式；
•在链路层采用ATM信元方式对业务数据进行封装。 根据G.992标准的定义，全速ADSL的上行速率最高可达到6Mbit/s，下行速率最高可达到640kbit/s；而G.lite的上行速率最高可达到1.5Mbit/s，下行速率最高可达到512kbit/s。 这是技术上可以达到的最高速率，实际开通的速率还与具体的线路条件和用户选择的资费有关。
3．ADSL支持的业务
　　ADSL可以为以中、小型商业用户和住宅用户为主的用户群提供多样化的宽带业务，包括高速Internet接入、远程LAN互联、交互视频、远程医疗/教育和SOHO等交互式业务。
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ADSL虚拟拨号
　　在ADSL的数字线上进行拨号，不同于模拟电话线上用调制解调器的拨号，而采用专门的协议PPP over Ethernet，拨号后直接由验证服务器进行检验，用户需输入用户名与密码，检验通过后就建立起一条高速的用户数字；并分配相应的动态IP。虚拟拨号用户需要通过一个用户帐号和密码来验证身份，这个用户帐号和163帐号一样，都是用户申请时自己选择的，并且这个帐号是作了限制的，只能用于ADSL虚拟拨号，不能用于普通MODEM拨号。
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上行
　　指从用户电脑向网络传送信息。
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下行
　　指浏览WWW网页、下载文件，速率最高可达8Mbps。
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带宽
　　通信中在给定范围内的最高频率和最低频率之差。例如，电话线的波段宽度是3000Hz，它是可以传送的最高频率3300Hz与最低频率300Hz的差。在通信中，带宽越大，数据就传送得越快。
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ATM
　　ATM为异步转移模式的英文（Asynchronous Transfer Mode）缩写。.ATM将话音、图像、数据、视频等多种业务数字化后转换成长度相同（53个字节）的分组（叫做信元），每个信元中分为信息域（48个字节）和元头（5个字节），然后根据元头的信息进行传送。ATM主要的优点是可以在单一网络上传送语音、视讯及数据，提供大量频宽给网络连结。
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局域网
　　局域网（local area network）是计算机通信网的重要组成部分。是在一个局部地区范围内（例如一个学校、一个工厂、一家医院、一个机关等），把各种计算机、外围设备、数据库等相互连接起来组成的计算机通信网，简称局域网（LAN）。
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城域网
　   城域网（Metropolitan ARea Network）是在一个城市范围内建立的计算机通信网，或者在物理上使用城市基础电信设施（如地下电光缆系统）的网络，有时从WAN中区分出来。
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广域网
     广域网（wide area network）是在一个广泛范围内建立的计算机通信网。广泛的范围是指地理范围而言，可以超越一个城市，一个国家甚至及于全球。因此对通信的要求高、复杂性也高。广域网简称WAN。
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多媒体
　　是指多种媒体的综合开发利用。多媒体可以指多种存储媒体，例如磁带、磁盘、光盘，也可以指多种传输媒体，例如无线电波、电缆、光缆，又可以指多种感觉媒体，例如声音、图像、文字、数据。狭义地说，多媒体是指以微电脑为核心，实现多种感觉媒体的综合开发利用，主要有以下三方面特征：第一是信息处理的综合性和集成性，即对多种感觉媒体都可以进行处理、存储或传输。第二个特征是信息控制的交互性和双向性。第三个特征是信息显示的同步性和即时性。
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操作系统
　　操作系统是现代电脑必不可少的系统软件，是电脑的灵魂所在。现代的电脑都是通过操作系统来解释人们的命令，它处于软件系统的最底层，任何其他应用软件都在它之上运行，它是人类与计算机硬件打交道的最基本的“桥梁”。人类通过使用操作系统从而达到控制电脑的目的。常见操作系统比如：
1． 操作系统当代大腕——Windows
　　从微软1985年推出Windows 1.0以来，Windows系统经历了十多年风风雨雨。从最初运行在DOS下的Windows 3.x，到现在风靡全球的Windows 9x、Windows 2000，Windows几乎代替了DOS曾经担当的位子，成为了新一带的操作系统大亨。它的常见系列有：WINDOWS 95/WINDOWS 98/WINDOWS ME/WINDOWS 2000/WINDOWS XP/WINDOWS 2003。
2． 迷人的小企鹅——Linux
　　Linux是目前十分火爆的操作系统。它是由芬兰赫尔辛基大学的一个大学生Linus B. Torvolds在1991年首次编写的。标志性图标是一个可爱的小企鹅。由于其源代码的免费开放，使其在很多高级应用中占有很大市场。这也被业界视为打破微软Windows垄断的希望。
3． 操作系统远古老大——DOS
　　DOS似乎只有现在的老鸟有过接触，新学电脑的人对DOS只是一知半解。它曾经占领了个人电脑操作系统领域的大部分，全球绝大多数电脑上都能看到它的身影。由于DOS系统并不需要十分强劲的硬件系统来支持，所以从商业用户到家庭用户都能使用。虽然用现在的眼光看它不是出色的操作系统，但微软软件向下兼容的特点，决定了Windows出问题的时候，很多时候需要在DOS下才能得到解决，因此了解与学习DOS是很有必要的。
4． 奇妙的精灵——FreeBSD
　　FreeBSD是一种运行在x86平台下的类Unix系统。它以一个神话中的小精灵作为标志，由BSD Unix系统发展而来，加州伯克利学校(Berkeley)编写，第一个版本由1993年正式推出。BSD Unix和Unix System V是Unix操作系统的两大主流，以后的Unix系统都是这两种系统的衍生产品。这款操作系统主要应用于网络服务器端，不太适合个人用户。


ADSL优点
1、具有很高的传输速率： 理论上，ADSL的传输速率上行最高可达640Kpbs，下行最高可达8Mbps。用户可以在因特网自由冲浪,浏览新闻,娱乐,游戏,下载图片无需等待.进入北京通信的宽带网站,用户可以在家中享受高质量的视频点播服务。
2、 独享带宽安全可靠： 与某些网络的共享网络带宽相比，ADSL直接连接到电信宽带网的机房，用户独享带宽。ADSL利用中国网通深入千家万户的电话网络，骨干网采用中国网通遍布全城全国的光纤传输，各节点采用ATM宽带交换机处理交换信息，独享带宽，信息传递快速可靠安全。
3、 上网打电话互不干扰： ADSL数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制于各自频段互不干扰。您上网的同时可以使用电话，避免了拨号上网的烦恼。而且，由于数据传输不通过电话交换机，因此使用ADSL上网不需要缴纳拨号上网的电话费用，为您节省了通信费用。
4、 安装快捷方便：在现有电话线上安装ADSL，只需在用户端安装一台ADSL MODEM和一只分离器，用户线路不用任何改动，极其方便。
5 　价格实惠
ADSL业务上网资费构成为基本月租费+信息费，无需支付上网通信费（即电话费）。
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ADSL的接入模式
　　北京市通信公司提供两种用户接入模式：虚拟拨号方式和准专线方式。采用虚拟拨号的用户需要安装PPPOE（宽带通）客户端软件，与MODEM和ISDN的类似拨号程序，输入用户名称和用户密码即可连接到宽带接入门户站点，上网遨游。采用准专线方式的用户使用电信部门分配的固定IP地址，开机即可接入INTERNET。（目前仅提供虚拟拨号方式业务）
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ADSL与其它接入方式比较
1 ADSL与其它接入方式比较
与Cable Mode相比，ADSL技术具有着相当大的优势。
1、 Cable Modem的HFC接入方案采用分层树型结构，其优势是带宽比较高（10M），但这种技术为总线型网络，也就是说用户要和邻近用户分享有限的带宽，当一条线路上用户激增时，其速度将会减慢。再者，HFC方案必需兼顾现有的有线电视节目，而占用了部分带宽，只剩余了一部分可供传送其它数据信号，所以Cable Modem的传输速率只能达到一小半。国外公司实验表明，其速率减为 1M-2Mbps，更常见的是 400K-500Kbps。　
2、 ADSL接入方案在网络拓扑结构上较为先进，因为每个用户都有单独的一条线路与ADSL局端相连，它的结构可以看作是星型结构，它的数据传输带宽是由每一用户独享的，当一条线路上用户激增时，其速度不会减慢。
2 ADSL与普通拨号 Modem及N-ISDN的比较
1、比起普通拨号 Modem的最高56K速率，以及N-ISDN 128K的速率，ADSL的速率优势是不言而喻的。
2、与普通拨号 Modem 或ISDN相比， ADSL更为吸引人的地方是：它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载，意味着使用ADSL上网并不需要缴付另外的电话费。
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应用图示
1 个人应用
数据线路：PC－ADSL Modem－分离器－入户接线盒－电话线－DSL接入复用器－ATM/IP网络；
语音线路：话机－分离器－入户接线盒－电话线－DSL接入复用器－交换机。

个人应用图例
2 企业应用
数据线路：PC－以太网（HUB或Switch）－ADSL路由器－分离器－入户接线盒－电话线－DSL接入复用器－ATM/IP网络；
语音线路：话机－分离器－入户接线盒－电话线－DSL接入复用器－交换机。


企业应用图例
PPP概念
　　PPP（Point-to-Point Protocol点到点协议）是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。设计目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据，使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共通的解决方案。
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PPP链路建立过程
　　PPP协议中提供了一整套方案来解决链路建立、维护、拆除、上层协议协商、认证等问题。PPP协议包含这样几个部分：链路控制协议LCP（Link Control Protocol）；网络控制协议NCP（Network Control Protocol）；认证协议，最常用的包括口令验证协议PAP（Password Authentication Protocol）和挑战握手验证协议CHAP（Challenge-Handshake Authentication Protocol）。
LCP负责创建，维护或终止一次物理连接。NCP是一族协议，负责解决物理连接上运行什么网络协议，以及解决上层网络协议发生的问题。下面介绍PPP链路建立的过程：


　　PPP链路状态机如图1所示。一个典型的链路建立过程分为三个阶段：创建阶段、认证阶段和网络协商阶段。
阶段1：创建PPP链路
　　LCP负责创建链路。在这个阶段，将对基本的通讯方式进行选择。链路两端设备通过LCP向对方发送配置信息报文（Configure Packets）。一旦一个配置成功信息包（Configure-Ack packet）被发送且被接收，就完成了交换，进入了LCP开启状态。 应当注意，在链路创建阶段，只是对验证协议进行选择，用户验证将在第2阶段实现。
阶段2：用户验证
　　在这个阶段，客户端会将自己的身份发送给远端的接入服务器。该阶段使用一种安全验证方式避免第三方窃取数据或冒充远程客户接管与客户端的连接。在认证完成之前，禁止从认证阶段前进到网络层协议阶段。如果认证失败，认证者应该跃迁到链路终止阶段。在这一阶段里，只有链路控制协议、认证协议，和链路质量监视协议的packets是被允许的。在该阶段里接收到的其他的packets必须被静静的丢弃。 最常用的认证协议有口令验证协议（PAP）和挑战握手验证协议（CHAP）。 认证方式介绍在第三部分中介绍。
阶段3：调用网络层协议
　　认证阶段完成之后，PPP将调用在链路创建阶段（阶段1）选定的各种网络控制协议（NCP）。选定的NCP解决PPP链路之上的高层协议问题，例如，在该阶段IP控制协议（IPCP）可以向拨入用户分配动态地址。 这样，经过三个阶段以后，一条完整的PPP链路就建立起来了。
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认证方式
1 口令验证协议（PAP）
　　PAP是一种简单的明文验证方式。NAS（网络接入服务器，Network Access Server）要求用户提供用户名和口令，PAP以明文方式返回用户信息。很明显，这种验证方式的安全性较差，第三方可以很容易的获取被传送的用户名和口令，并利用这些信息与NAS建立连接获取NAS提供的所有资源。所以，一旦用户密码被第三方窃取，PAP无法提供避免受到第三方攻击的保障措施。
2 挑战-握手验证协议（CHAP）
　　CHAP是一种加密的验证方式，能够避免建立连接时传送用户的真实密码。NAS向远程用户发送一个挑战口令（challenge），其中包括会话ID和一个任意生成的挑战字串（arbitrary challengestring）。远程客户必须使用MD5单向哈希算法（one-way hashing algorithm）返回用户名和加密的挑战口令，会话ID以及用户口令，其中用户名以非哈希方式发送。
　　 CHAP对PAP进行了改进，不再直接通过链路发送明文口令，而是使用挑战口令以哈希算法对口令进行加密。因为服务器端存有客户的明文口令，所以服务器可以重复客户端进行的操作，并将结果与用户返回的口令进行对照。CHAP为每一次验证任意生成一个挑战字串来防止受到再现攻击（replay attack）。在整个连接过程中，CHAP将不定时的向客户端重复发送挑战口令，从而避免第3方冒充远程客户（remote client impersonation）进行攻击。
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PPP协议的应用
　　PPP协议是目前广域网上应用最广泛的协议之一，它的优点在于简单、具备用户验证能力、可以解决IP分配等。
　　家庭拨号上网就是通过PPP在用户端和运营商的接入服务器之间建立通信链路。 目前，宽带接入正在成为取代拨号上网的趋势，在宽带接入技术日新月异的今天，PPP也衍生出新的应用。典型的应用是在ADSL（非对称数据用户环线，Asymmetrical Digital Subscriber Loop）接入方式当中，PPP与其他的协议共同派生出了符合宽带接入要求的新的协议，如PPPoE（PPP over Ethernet），PPPoA（PPP over ATM）。
　　利用以太网（Ethernet）资源，在以太网上运行PPP来进行用户认证接入的方式称为PPPoE。PPPoE即保护了用户方的以太网资源，又完成了ADSL的接入要求，是目前ADSL接入方式中应用最广泛的技术标准。
　　同样，在ATM（异步传输模式，Asynchronous Transfer Mode）网络上运行PPP协议来管理用户认证的方式称为PPPoA。它与PPPoE的原理相同，作用相同；不同的是它是在ATM网络上，而PPPoE是在以太网网络上运行，所以要分别适应ATM标准和以太网标准。
　　PPP协议的简单完整使它得到了广泛的应用，相信在未来的网络技术发展中，它还可以发挥更大的作用。


如果要让局域网内的多台电脑共享一个ADSL帐号上网，那么ADSL MODEM 在局域网中的连接方法有两种：
1.在服务器上增加一块10兆或10/100兆自适应的网卡
　　把ADSL MODEM用MODEM附送的网线连接在这块网卡上，这时服务器上应该有两块网卡，一块连接ADSL MODEM，另一块连接局域网。只要在这台电脑上安装设置好代理服务器（如：Sygate、Wingate、Windows ICS等软件，就可以共享上网）。

2.将ADSL MODEM连接在局域网络的集线器上
　　方法也有两种，一种是用连接ADSL MODEM的网线直接接在集线器的普通RJ-45接口上，这时需要用到交叉线。第二种方法是用连接ADSL MODEM的网线直接接在集线器的UP-LINK口上(有些集线器没有提供UP-LINK口)， 这时不需要交叉线，使用MODEM原配的网线（直通线）即可。
没有做过网线的朋友，如果你们确实弄不明白什么叫交叉线和直通线，可以到电脑城卖网络产品的店铺，只要告诉他们用五类或超五类非屏蔽双绞线帮你做一条1、2和3、6对调的双绞线就行，他们一听就会明白。
　　两个方法各有优缺点，如果只有两台电脑互联的朋友，用第一种方法较好，因为只需要增加一块10兆网卡，却可以省下一个集线器。因为两台电脑互联的网卡可以通过上述方法所做的交叉线使两台电脑相互连通，因此可以省下一个集线器。，目前10兆网卡的价格便宜的只有几十块钱，比集线器便宜。故较适合于只有两台电脑共享上网的朋友。但这个方法的缺点是安装需要打开机箱增加网卡，对于不熟悉电脑的朋友，安装设置两块网卡并且保证两块网卡不冲突正常运作可能有点难度。对于局域网内有多台电脑通过集线器互联的朋友，建议采用第2种方法。因为原来已经有集线器，可以延用，不用增加网卡。而且可以在局域网的任意一台电脑上装代理服务器软件，比较灵活。缺点是要另做交叉线。